Устройство для воспроизведения многоканальных фотофонограмм

 

Изобретение относится к оптическим устройствам воспроизведения многоканальных фонограмм. Оптический сигнал с фонограмм 4 через объектив 6 поступает на фотоприемник 7, на выходе которого формируется сигнал, искагкенный шумом, поступающий далее на выделитель 8 элементов полезного сигнала и коммутатор 9 каналов и далее на демодулятор JO каналов, осуществляющий формирование аналогового сигнала каждого канала путем преобразования и усреднения. Датчик 11 временных интервалов запускает генератор I3 линейно-изменяющегося напряжения согласно режиму работы коммутатора 9 и импульсам задакнцего генератора 12. Блок 15 электронной блокировки пропускает рабочие импульсы сканирования точечного источника 1 света. Использование призменной насадки и прямоугольной диафрагмы с определенными параметрами позволяет расширить динамический диапазон воспроизводимог о сигнала. 4 кл. (Л с:

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУбЛИК иО4 0 )! В 7/14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3878192/24-10 (22) 01.04.85 (46 ) )5 01 87. Бюл. М 2 (71) Всесоюзный научно-исследовательский кинофотоинститут (72) !0.Ê. Уманский и А.А. Лапидес (53) 681.84.001.2 (088.8) (56) Nosely I., Johnson К.О. Comtrak-combination Photographic Soundtrack

SMPTE Хопгпа1, 1981 vol.90, )) 9, р,р. 762-767, Авторское свидетельство СССР

)) - )0)5430, кл. G ll В 7/)4, 1981. (54 ) УСТРОЙСТВО Д))Я ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ

))НОГОКАНАЛЬНЫХ ФОТС)ФОНОГРАММ (57) Изобретение относится к оптическим устройствам воспроизведения многоканальных фонограмм. Оптический сигнал с фонограмм 4 через объектив

6 поступает на фотоприемник 7, на,SU„„ I22ß841 А1 выходе которого формируется сигнал, искаженный шумом, поступающий далее на выделитель 8 элементов полезного сигнала и коммутатор 9 каналов и да-. лее на демодулятор 10 каналов, осуществляющий формирование аналогового сигнала каждого канала путем преобразования и усреднения. Датчик ll временных интервалов запускает генератор 13 линейно-изменяющегося напряжения согласно режиму работы коммутатора 9 и импульсам задающего генератора 12. Блок 15 электронной блокировки пропускает рабочие импульсы сканирования точечного источника 1 света. Использование призменной насадки и прямоугольной диафрагмы с определенными параметрами позволяет расширить динамический диапазон воспроизводимого сигнала. 4 ил.

1 12

Изобретение относится к технике кинематографии, в частности к оптическим устройствам воспроизведения многоканальных фотофонограмм и может быть использовано для высококачественного звукового сопровохсдения кинофильмов, в том числе и с одноканальными фотофонограммами.

Целью изобретения является расширение динамического диапазона воспроизводимого сигнала.

На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — нризменная насадка из одной призмы-клина; на фиг. 3 — то же, из двух призм-клиньев; на фиг. 4 — схема, поясняющая принцип работы устройства.

Устройство (фиг. 1) содержит точечный источник 1 света, призменную насадку 2, первый объектив 3„ носитель 4 многоканальных фотофонограмм, прямоугольную диафрагму S, второй объектив 6, одноэлементный фотоприемник 7, выделитель 8 элементов полезного сигнала, коммутатор 9 каналов, однотипные демодуляторы 10 каналов, датчик 11 временных интервалов, задающий генератор 12, генератор 13 линейно изменяющегося напряжения, блок 14 согласования и блок

15 электронной блокировки обратного хода луча.

Устройство работает следующим образом.

Воспроизведение многоканальных фотофонограмм, записанных на движущийся носитель 4, .осуществляется -. утем их поперечного сканирования световой точкой источника 1 светя с например, световым пятном с экрана электронно-лучевой трубки). Временное равномерное линейное смещение этой точки производится генератором

13 линейноизменяющегося напрях;ения.

Сканирующая световая точка с выхода источника 1 проецируется объективом 3 на носитель 4 многоканяльных фотофонограмм и осуществляет его поперечное сканирование.

В случае, когда вплотную к первому объективу 3 установлена призменная насадка иэ одной призмы-клина 2, в плоскости носителя 4 фотофонограмм создаются два изображения точечного источника 1 света на фиг. 2 стрелка обозначает направление сканирования) .

Изображение A создается лучами, 83841 прошедшими через открытую часть объектива 3, я изображение А — лучами, прошедшими через призменную насадку

2 и обьектив 3. Изображение К является действительным изображением в объективе 3 мнимого изображения источника 1 в призменной насадке 2.

Таким образом, фонограмму носителя сканируют два точечных источника

10 и 1

Для работы устройства необходимо выполнение двух условий. Первое условие искажения, создаваемые призмой, должны быть незначительны, т.е.

Ф<

1 радиус изображения h не должен отличаться от радиуса изображения A

Э т.е. размытие изображения 6 íà Но сителе за счет искажения призмы 2 должно быть мяло по сравнению с раз20 мерами этого изображения в отсут, ствие призмы 2. Второе условие: геометрические параметры системы должны быть подобраны так, чтобы изобра25 жения 1 и Д" сканировали фонограмТ+ гму с временным интервалом --- где э у

Т --. период прямого хода точечного источника 1, я — период обратного ходя этого источника. В этом случае 0 .временные промежутки между началом сканирования фонограммы G (фиг.4) изображениями ."с и A и между началом сканирования фонограммы-С изображениями 11 и и зя следующий

35 период сканирования (следующий прямой ход источника 1 светя) одинаковы и не возникает дополнительных искажений выходного электрического сигнала.

Первое условие соблюдается в случае выполнения следующих неравеств, связывающих параметры элементов устройства: (n 1) (Р,+ Р,) < 1г.И

45 и

D/ (z пп1 где h — показатель преломления материала призменной насадки;

Р, P> — преломляющие углы призм призменной насадки (в случае призменной насадки из двух призм-клиньев);

Р, +Р =Р -преломляющий угол призмы призменной насадки (в слу55 чае призменной насадки из одной призмы-клина) . — радиус точечного источника света;

1283841

Р— диаметр первого объектива;

Ф вЂ” коэффициент уменьшения первого объектива.

Второе условие соблюдается в случае выполнения следующих соотношений, 5 связывающих параметры устройства:

ti< щ „ (еасоф-asitt((tt-tl(P + Pt>1cosI)

„азу((и-1)(Р,+Р,Цсо81 1

ГП

Т+ I. т(-И(Р, ) «> - Р—,=O где о — ширина сканируемой части фонограммы; f5

1 — расстояние, проходимое точечным источником света за период прямого хода сканирования источника света;

J — угол между направлением перемещения точечного источни- ка света и перпендикуляром к направлению движения носителя фонограмм в плоскости носителя; 25

< — расстояние от плоскости точечного источника света до призменной насадки; — угол между ребром преломляющего угла призмы призменной 30 насадки и направлением движения носителя фонограмм.

На фиг. 4 отрезок ВС представляет траекторию, по которой перемещается изображение (1, а отрезок В С—

1 изображение Л при перемещении источника 1 света. В каждый момент времени расстояние между изображениями

à",in cl

" и А равно — ----, где о =(п-1 ) (P+

m 40

3

+Р2 ), а угол между этим отрезком и перпендикуляром к направлению движения носителя фонограмм 4 — т(. Этот угол определяется ориентацией ребра двугранного угла Р призмы 2. Длина . отрезков ЬС и Ь С равна 1/т, где 1— длина, проходимая точечным источником света за полный период сканирования.

Угол р между отрезком ЬС и пер- 50 пендикуляром к направлению движения носителя 4 должен выбираться из условия, чтобы при сканировании фонограммы G изображение источника перемещалось перпендикулярно к ее кра- 55 ям, т.е. относительно носителя 4 фонограмм изображение (1 перемещалось строго поперек (на фиг. 4 видно, 1 что 7 = — — sin(). Для того чтоmT

1 бы изображение Д сканировало фонограмму G в другом месте, чем изображение ", необходимо развернуть ребро приэменной насадки 2 на некоторый угол

Отсчет сигнала, воспроизводимого изображением >1, отстоит от отсчета, воспроизводимого изображением Д ra а sin@ расстояние ЬГ = — — — -sin t(. Это

Ill расстояние должно соответствовать временному промежутку между отсчетами а sin@

-- — — — — sin g ш

T+ L

t — V

Т+ л(sing

a sint>(. 1 — sin$ -=

m Ill T

Это соотношение с фотофонограммы в последовательность

Т+ I валом

2 показывает, что оспроизводится отсчетов с интерИз схемы на фиг. 4 следует, что изобра>кение A начинает сканировать фонограммы в точке D . В идеальном случае этот момент времени должен отстоять от момента начала сканирования изображением A на промежуТ+ ток времени --- . Б этом случае вре2 менная последовательность отсчетов

2 сигнала с частотой --- поступает на

Т+ < входы демодуляторов 10 каналов с той

>ке частотой. Прп этом изображение A

Т+г за время †„-, двигаясь со скоростью U/sin 5, проделывает путь а sint>i, Т+ V

m 2 язпр

Следовательно в этом случае — а на фиг. 4 точки В и D совпадают, а отрезки Ь С и ЬС лежат на одной прямой.

Как показано на фиг. 4, максимальная ширина фонограммы 6 не должна превосходить расстояние С F =- t>.

1 а sin<

6 = — cos б — --- — -- cos$

m m а ширина О дорожки должна удовлетворять неравенству

1 о < — t 1 соя Р— à sin 1 (n-1)Р)соя ) ш

Для призменной насадки из двух призм (фиг.3) справедливы выведенные ранее соотношения между параметрами устройства в случае использова128 низ .призменной насадки из одной призмы-клина.

Призменную насадку 2 можно расположить как перед объективом 3, так и позади его, что че окажет влияния на работоспособность устройства.

При воспроизведении фонограммы фотоприемником 7 через объектив б необходимо, чтобы в каждый момент времени на фотоприемник падал свет только одного из источников — A или A

В противном случае в сигнале возникнут искажения. В устройство введена

4 прямоугольная диафрагма 5, установленная в непосредственной близости к носителю 4 фонограмм. Ширина прозрачной части диафрагмы равна ширине, h сканируемой фонограммы, а оси симметрии фонограммы и прямоугольной диафрагмы совпадают. Поэтому диафрагма 5 оставляет открытой только область, соответствующую дорожке G.

Из фиг. 4 следует, что для того, чтобы на фотоприемник попадал свет от источника 6 и 6 только в те моменты, когда они освещают фонограмму

G, необходимо и достаточно, чтобы ширина N непрозрачной части превос1 ходила величину -(а sin((n-1)P)cosg +

+1 сов ), а длина прозрачной

1 длину отрезка -jl sin +а sin ((и— ! )Р) sing ) (фиг. 4).

Зазор между прямоугольной диафрагмой 5 и носителем 4 фонограмм должен быть по возможности меньшим, но механический контакт между ними не допустим. Возможно использовать дополнительный объектив между носителем 4 фонограмм прямоугольной диафрагмой, однако в этом случае геометрические размеры диафрагмы будут отличны от приведенных (рассчитанных) ранее.

Оптический сигнал с носителя 4 фонограмм через второй объектив б поступает на вход одноэлементного фотоприемника 7, на выходе которого формируется электрическая последовательность полезного сигнала, искаженного шумом, вызванным гранулярностью носителя 4 фонограмм, его загрязненностью и царапинами. Этот сигнал далее через последовательно соединенные выделитель 8 элементов полезного сигнала и коммутатор 9 каналов подается на входы однотипных демодуляторов 10 каналов и задающего генерато3841 6 ра 12. Выделитель 8 элементов полезного сигнала осуществляет двухуровневое квантование сигнала, что значительно уменьшает уровень шума.

Демодуляторы 10 каналов осуществляют формирование аналогового сигнала каждого канала путем преобразования и усреднения результатов ска= нирования. Задающий генератор 12, подсоединенный к входу датчика 11 временных интервалов, осуществляет фазирование !временную привязку) выходных сигналов датчика 11 к опорным импульсам служебного канала, выделенным коммутатором 9 каналов. При этом выходные сигналы датчика 11 временных интервалов, воздействуя на входы управления выделителя элементов полезного сигнала, коммутатора 9 и демодуляторов 10 каналов, обеспечивают наибольшую достоверность выделения элементов полезного сигнала из смеси сигнала и шума, наиболее точное временное разделение канальных сигналов и минимальные потери при демодуляции информационных каналов.

Датчик 11 временных интервалов запускает генератор 13 линейно-изменяющегося напряжения согласно режиму работы коммутатора 9 каналов и импульсам задающего генератора 12.

Электрический сигнал, поступающий на точечный источник 1 света, сог35 ласуется с последним по электрическим параметрам блока согласования

14. Блок 15 электронной блокировки обратного хода луча пропускает рабо- чие импульсы сканирования точечного

"0 источника 1 света и блокирует импульсы, возникающие в процессе обратного хода луча для исключения связанных с этими импульсами нелинейных искажений.

Использование в предлагаемом устройстве призменной насадки и прямоугольной диафрагмы с определенными параметрами позволяет обеспечить расширение динамического диапазона

50 воспроизводимого сигнала и,использовать устройство в составе кинотелевизионных систем, работающих со стандартной частотой строчной раз" вертки.

Формула изобретения

Устройство для воспроизведения

-многоканальных фотофонограмм, содержащее расположенные на оптической!

28384) оси точечный источник света, первый и второй объективы и одноэлементный фотоприемник, выход которого соединен через последовательно связанные выделитель элементов полезного 5 сигнала и коммутатор каналов с рядом однотипных демодуляторов каналов, управляющие входы которых и управляющие входы коммутатора каналов и выделителя элементов полезного сигнала подключены к датчику временных интервалов, связанному с задающим генератором, вход синхронизации которого соединен с выходом служебных сигналов коммутатора каналов, а также генератор линейно изменяющегося напряжения, вход которого соединен с выходом датчика временных интервалов, а выход через последовательно соединенные блок согласования и 20 блок электронной блокировки обратного хода луча связан с управляющим входом точечного источника света, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, 25 с целью расширения динамического диапазона воспроизводимого сигнала, в него введены призменная насадка, расположенная перед первым объективом, и прямоугольная диафрагма, призменная насадка состоит из одной или двух призм-клиньев, каждая из которых перекрывает половину апертуры первого объектива, при этом параметры призменной насадки и оптической части устройства удовлетворяют 35 следующим соотношениям: го (И 1)({ 14+) )

40 б< ммм) — ((cos() -a sin((n-))(P+P ))cosy), (-(. s) () (()) -1 j(P, )- Р )f <0s g

) )) 45

) + (.

as a ((r)-1)(Р + Р,)) s

2 — с щ (ф — 1 ) где () — показатель преломления материала призменной насадки; преломляющие углы призм

r, — радиус точечного источника света;

D — диаметр первого объектива, (() — коэффициент уменьшения перво

ro объектива;

Π— ширина сканируемой части фонограммы; — расстояние, проходимое точечным источником света за период прямого хода сканирования источника света; — угол между направлением перемещения точечного источника света и перпендикуляром к направлению движения носителя фонограмм в плоскости носичеля;

Q — расстояние от плоскости точечного источника света до лризменной насадки; — угол между ребром преломляющего угла призмы призменной насадки и направлением движения носителя фонограмм;

Т вЂ” период прямого хода точечного источника света;

/ ." — период обратного хода точечного источника света, а прямоугольная диафрагма расположена в плоскости параллельно плоскостиносителя фонограмм, и ширина ее прозрачной части равна ширине сканируемой части фонограмм, ширина Б непрозрачной части определяется из соотношения

N s — {аsin((n-i)(Р,+Р ))cos)+ (cos)s j

1 при этом длина прозрачной части диафрагмы L определяется и соотношения

i. — {(ип) iо sin ((n-i)(P,iP ))sing)

1283841

Составитель С. Ильчук

Редактор Ю. Середа Техред М.Ходанич Корректор И. Муска

Заказ 7449/51 Тираж 589 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4